KR102179236B1 - 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법 - Google Patents

다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법 Download PDF

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Abstract

다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템은, 검사가 수행되는 검사 대상체의 일정한 라인 영역에 복수 개의 각도에서 조명을 조사하는 복수 개의 조명부를 구비하는 조명유닛; 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도로 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내에서 선택적으로 조명을 조사하도록 조명유닛을 제어하는 조명제어유닛; 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 카메라; 카메라가 검사 대상체의 연속되는 복수 개의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 검사 대상체 및 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동유닛; 및 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하고 합성된 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 처리유닛을 포함한다.

Description

다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법{Inspection system using multifaceted optical system and image synthesis and its inspection method}
본 발명은, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 미세 눌림, 돌기, 선형 불량, 검사 방향 스크래치 등을 종래보다 신뢰성 높게 검출할 수 있는 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 카메라를 이용하여 검사 대상체를 촬영한 후, 촬영된 영상을 통해 검사 대상체의 불량 여부를 판단하는 기술이 다양한 부분에서 시행되고 있다.
이러한 검사 대상체로는 평판디스플레이, 반도체, 2차 전지, 유리판, 차량용 유리 등 다양할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 2차 전지를 예를 들어 설명하기로 한다.
일반적으로 전지는 화학반응을 이용하는 화학전지와, 물리반응을 이용하는 물리전지로 구분되며, 보편적으로 화학전지가 보다 널리 사용되고 있고 화학전지는 다시 1차 전지와 2차 전지로 구분할 수 있다.
1차 전지는 작용물질의 화학변화가 끝나면 수명이 다하여 재생할 수 없으며, 통상 건전지로 널리 알려져 있다. 이에 반해, 2차 전지는 전기에너지를 방출하여 작용물질이 변화한 후에도 다시 전지에 전기에너지를 공급, 즉 충전하면 작용물질이 재생되어 이를 되풀이할 수 있는 것으로, 통상 충전지로 널리 알려져 있다.
오늘날에 있어서 전지는 각 특성에 따라 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있으며, 특히 2차 전지의 사용은 노트북, 스마트폰, 태블릿 등과 같은 휴대용 전자기기를 비롯하여, 전기 자동차나 전기 자전거와 같은 운송 수단은 물론 산업용이나 대용량 저장용 등으로 그 적용 범위가 기하급수적으로 확대되고 있는 실정이다.
최근에는 첨단기술 발전에 따라 장시간 사용 시의 안정성, 고에너지밀도, 고출력밀도, 긴 수명 등의 특징이 요구되고 있으며, 전자기기 자체의 소형화에 따라 전지의 크기도 점차 소형화되고 있는 실정이다.
2차 전지의 제조 형태로는 하드 타입의 금속 케이스 내에 포장되는 캔형(can type) 2차 전지와 소프트 타입의 합성수지 필름 내에 포장되는 파우치형(pouch type) 2차 전지로 다시 분류될 수 있다.
캔형 2차 전지는 외력에 대한 안전성을 높인 것이지만 부피가 비교적 비대하고 전반적으로 무게가 무거워진다는 단점을 가지고 있다. 이에 반해, 파우치형 2차 전지는 부피가 비교적 작고 전반적으로 무게가 가볍다는 이점을 가지고 있으나, 외력에 의한 안정성이 떨어진다는 단점을 가지고 있었다.
이러한 파우치형 2차 전지는 합성수지 필름으로 파우치를 형성한 후, 그 내부에 전해액을 충진시켜 전극인 리드가 노출되도록 가열 씰링하여 밀봉함으로써 제조된다.
하지만, 파우치에 있어서 가열 씰링 부위에 접착 강도가 기준치 이하로 낮거나 혹은 리크가 발생하는 등의 결함이 발생할 우려가 있다.
그 결과, 2차 전지에서는 압력 및 온도 조건에 따라 전해액이 파우치로부터 유출될 경우, 폭발의 위험성이 잔존하기 때문에, 이러한 파우치형 2차 전지의 제조 시 신뢰도 높은 검사가 요구되고 있다.
한편, 파우칭형 2차 전지의 경우 표면의 반사율이 존재하는데, 이와 같이 표면의 반사율이 존재하는 검사 대상체의 경우 표면의 완만한 돌기, 눌림, 검사 방향으로 존재하는 스크래치 등의 불량을 검출하는 것이 매우 어려우며 수mm의 크기를 가지는 불량 또한 검출이 매우 난해하게 된다.
따라서 종래 검사시스템 및 검사방법으로는, 검사 방향으로 존재하는 선형눌림, 선형돌기, 스크래치 등의 검출이 매우 어려운 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 고려하여 저각조명, 단방향 라인조명 등을 통한 검사시스템 및 검사방법이 적용되기도 하나 이러한 검사시스템 및 검사방법으로는 불량의 흔적은 확인 가능하나 신뢰도 높은 검사로서는 상당히 미흡한 점이 있다.
대한민국 특허등록번호 10-1772673호(2017.08.23)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 표면의 반사율이 존재하는 검사 대상체에서도 표면의 미세 눌림, 돌기, 선형 불량, 검사 방향 스크래치 등을 종래보다 신뢰도 높게 검출할 수 있고 또한 종래보다 효율적인 구조를 가지며 종래보다 더 빠른 택트 타임을 구현할 수 있는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 검사가 수행되는 검사 대상체의 일정한 라인 영역에 복수 개의 각도에서 조명을 조사하는 복수 개의 조명부를 구비하는 조명유닛; 상기 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도로 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내에서 선택적으로 조명을 조사하도록 상기 조명유닛을 제어하는 조명제어유닛; 상기 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 상기 검사 대상체의 상기 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 카메라; 상기 카메라가 상기 검사 대상체의 연속되는 복수 개의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체 및 상기 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동유닛; 및 상기 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하고 합성된 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 처리유닛을 포함하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템이 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 조명부의 조명은 라인 조명이며, 상기 조명제어유닛은 상기 복수 개의 조명부의 온/오프를 제어하여 하나의 조명부씩 순차적으로 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내를 조사하도록 상기 조명유닛을 제어하며, 상기 처리유닛은, 복수 개의 상기 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상들을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성할 수 있다.
상기 복수 개의 조명부는, 상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부; 상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부; 상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부; 및 상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부를 포함하며, 상기 카메라는, 상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 및 우측 조명 라인 영상을 촬영하며, 상기 처리유닛은, 복수 개의 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 그리고 우측 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 생성하고 상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득할 수 있다.
상기 복수 개의 조명부는, 상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부; 상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부; 상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부; 상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부; 및 상기 검사 대상체의 상방으로 조명을 조사하는 상방 조명부를 포함하며, 상기 카메라는, 상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부, 상기 우측 조명부 및 상방 조명부가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 촬영하며, 상기 처리유닛은, 복수 개의 상기 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 우측 조명 라인 영상 그리고 상방 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상, 우측 조명 전체 영상 그리고 상방 조명 전체 영상을 생성하고 상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득할 수 있다.
상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 어느 하나와, 상기 전방 조명부는 제1 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되며, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 다른 하나와, 상기 후방 조명부는 제2 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합될 수 있다.
상기 제1 조명몸체 및 상기 제2 조명몸체는 동일한 조명케이싱에 결합될 수 있다.
상기 처리유닛은, 상기 합성형상영상을 획득하기 위하여 합성하고자 하는 각 조명별 전체 영상을 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법으로 각 조명별 전체 영상에서 상기 검사 대상체의 법선 벡터를 추정한 후 표면의 기울기(Gradient)를 계산하여 필터링 처리할 수 있다.
상기 이동유닛은 상기 카메라가 상기 검사 대상체의 복수 개의 일정한 라인 영역을 순차적으로 촬영하여 상기 검사 대상체의 전체 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체를 이동시킬 수 있다.
상기 카메라는 라인스캔 카메라 및 에어리어 스캔 카메라 중 어느 하나일 수 있다.
상기 카메라는 촬영 시 위치 유지되는 한 대의 라인스캔 카메라일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 검사가 수행되는 검사 대상체의 하나의 일정한 라인 영역 내에서 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도에서 순차적으로 조명을 조사하는 라인내 복수조명 조사단계; 상기 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 상기 검사 대상체의 상기 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 조명별 라인영상 촬영단계; 상기 카메라가 상기 검사 대상체의 상기 하나의 일정한 라인 영역에 인접한 다른 하나의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체 및 상기 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동단계; 상기 라인내 복수조명 조사단계 및 상기 조명별 라인영상 촬영단계를 다른 일정한 라인 영역들 내에서 다시 수행하는 단계; 상기 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 조명별 전체영상 생성단계; 및 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 합성형상영상 생성단계를 포함하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법이 제공될 수 있다.
상기 복수 개의 조명부의 조명은 라인 조명이며, 상기 라인내 복수조명 조사단계는, 상기 복수 개의 조명부가 하나의 조명부씩만 순차적으로 온되어 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내를 조사하는 단계이며, 상기 조명별 전체영상 생성단계는, 복수 개의 상기 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 단계일 수 있다.
상기 복수 개의 조명부는, 상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부; 상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부; 상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부; 및 상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부를 포함하며, 상기 조명별 라인영상 촬영단계는, 상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 및 우측 조명 라인 영상을 촬영하는 단계이며, 상기 조명별 전체영상 생성단계는, 복수 개의 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 그리고 우측 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 생성하는 단계이며, 상기 합성형상영상 생성단계는, 상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득하는 단계일 수 있다.
상기 복수 개의 조명부는, 상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부; 상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부; 상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부; 상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부; 및 상기 검사 대상체의 상방으로 조명을 조사하는 상방 조명부를 포함하며, 상기 조명별 라인영상 촬영단계는, 상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 촬영하는 단계이며, 상기 조명별 전체영상 생성단계는, 복수 개의 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상, 우측 조명 전체 영상 그리고 상방 조명 전체 영상을 생성하는 단계이며, 상기 합성형상영상 생성단계는, 상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득하는 단계일 수 있다.
상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 어느 하나와, 상기 전방 조명부는 제1 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되며, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 다른 하나와, 상기 후방 조명부는 제2 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합될 수 있다.
상기 제1 조명몸체 및 상기 제2 조명몸체는 동일한 조명케이싱에 결합될 수 있다.
상기 합성형상영상 생성단계는, 합성하고자 하는 각 조명별 전체 영상을 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법으로 각 조명별 전체 영상에서 상기 검사 대상체의 법선 벡터를 추정한 후 표면의 기울기(Gradient)를 계산하여 필터링 처리하여 표면 형상이 강조된 상기 합성형상영상을 획득하는 단계일 수 있다.
상기 이동단계는, 상기 카메라가 상기 검사 대상체의 복수 개의 일정한 라인 영역을 순차적으로 촬영하여 상기 검사 대상체의 전체 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체를 이동시키는 단계일 수 있다.
상기 카메라는 촬영 시 위치 유지되는 한 대의 라인스캔 카메라일 수 있다.
상기 검사는 상기 검사 대상체의 표면의 돌기, 눌림, 스크래치 중 적어도 어느 하나의 불량을 검사하는 것이며, 상기 합성형상영상을 기초로 상기 불량을 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 표면의 반사율이 존재하는 검사 대상체에서도 표면의 미세 눌림, 돌기, 선형 불량, 검사 방향 스크래치 등을 종래보다 신뢰도 높게 검출할 수 있고 또한 종래보다 효율적인 구조를 가지며 종래보다 더 빠른 택트 타임을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 검사시스템의 조명유닛 및 카메라로 구성된 다면광학계의 기본 구성도이다.
도 3은 도 2는 도 1의 검사시스템의 복수 개의 조명부에 의한 음영 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 검사시스템의 조명유닛의 제1 조명몸체와 제2 조명몸체가 조명케이싱에 결합되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 제1 조명몸체 내에서 전방 조명부와 좌측 조명부가 결합된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 제2 조명몸체 내에서 후방 조명부와 우측 조명부가 결합된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1의 검사시스템의 라인스캔 카메라가 검사 대상체의 진행방향(Y)를 따라 검사 대상체의 전체에 걸쳐 스캔하여 획득한 원본 영상으로부터 이를 각 조명별로 분리한 각 조명별 전체 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 1의 검사시스템의 처리유닛에 의하여 생성된 (a) 좌측 조명 전체 영상, (b) 우측 조명 전체 영상 (c) 전방 조명 전체 영상 및 (d) 후방 조명 전체 영상의 샘플을 도시한 도면이다.
도 9은 도 1의 검사 시스템의 처리유닛에 의하여 합성형상영상을 획득하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 1의 검사시스템의 처리유닛에 의하여 생성된 도 8의 영상을 합성하여 불량을 검출한 합성형상영상의 샘플을 도시한 도면이다.
도 11은 본 실시 예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법의 개략적인 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 검사 대상체란 평판디스플레이, 반도체, 2차 전지, 유리판, 차량용 유리 등 다양할 수 있으나, 이하에서는 파우치형 2차 전지를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 검사시스템의 조명유닛 및 카메라로 구성된 다면광학계의 기본 구성도이며, 도 3은 도 2는 도 1의 검사시스템의 복수 개의 조명부에 의한 음영 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템은, 조명유닛(100)과, 조명제어유닛(200)과, 카메라(300)와, 이동유닛(400)과, 처리유닛(500)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템은, 상호 다른 각도를 가지는 복수 개의 조명에 의해 불량의 음영들이 조명 조사 방향의 반대면에 발생하게 되는데, 복수 개의 조명에 의한 복수 장의 영상의 음영을 종래보다 효율적인 구조와 종래보다 빠른 택트 타임으로 획득할 수 있으며, 이렇게 복수 개의 조명에 의해 획득된 복수 장의 영상의 음영을 종래보다 신뢰성 높은 방법으로 합성하여 합성형상영상을 마련함으로써 종래 검출이 어려웠던 미세 눌림, 돌기, 선형 불량, 검사 방향 스크래치 등을 종래보다 신뢰성 높게 검출할 수 있도록 하고 있다.
이하, 이에 대하여, 본 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템의 각 구성요소를 상세히 설명하면서 자세히 설명하기로 한다.
우선 조명유닛(100)은, 검사가 수행되는 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역에 복수 개의 각도에서 조명을 조사하는 복수 개의 조명부(110)를 구비한다.
이러한 복수 개의 조명부(110)는 다양하게 구성될 수 있으나, 본 실시 예에서 복수 개의 조명부(110)는, 검사 대상체(10)의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부(113)와, 검사 대상체(10)의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부(114)와, 검사 대상체(10)의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부(112)와, 검사 대상체(10)의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부(111)를 포함한다.
본 실시 예에서는 복수 개의 조명부(110)는 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역에 조명을 조사하는 라인(line) 조명이다. 즉 복수 개의 조명부(110)는 검사 대상체(10)의 하나의 일정한 라인 영역에 순차적으로 각 조명을 조사하고 다시 검사 대상체(10)의 다른 하나의 일정한 라인 영역에 순차적으로 각 조명을 조사하는 과정을 검사 대상체(10)의 검사 영역 전체에 걸쳐 반복하게 된다.
부연 설명하면, 본 실시 예에서 검사 시 검사 대상체(10)가 이동할 수 있는데 이와 같이 검사 대상체(10)가 이동하더라도 복수 개의 조명부(110)가 순차적으로 1회씩 조명을 조사할 때에는 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 내를 조사하게 된다. 예를 들어 검사 대상체(10)의 동일한 지점 또는 수 ㎛ 정도의 차이의 지점에 좌/우/상/하의 조명이 각기 조사될 때 좌/우/상/하의 조명은 검사 대상체(10)의 하나의 일정한 라인 영역 내를 조사하게 되고 각 조명이 조사 시 일정한 라인 영역 내를 촬영하면 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 내에서 4장의 각기 다른 조명에 의한 영상을 얻을 수 있는 것이다.
이러한 복수 개의 조명부(110)에 의하여, 도 3에 자세히 확인할 수 있듯이 불량의 음영은 조명 조사 방향의 반대편에 형성된다. 즉, 불량(눌림, 돌출, 선형눌림, 선형돌출, 스크래치)이 존재할 경우 좌측에서 조사된 조명에 의해 불량의 우측면으로 음영 즉 그림자가 발생되며 우측 조명의 경우 좌측면으로, 앞측 조명의 경우 뒷면으로, 뒤측 조명의 경우 앞면으로 각기 불량의 음영 즉 그림자를 형성하게 된다.
도 4는 도 1의 검사시스템의 조명유닛의 제1 조명몸체와 제2 조명몸체가 조명케이싱에 결합되는 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4의 제1 조명몸체 내에서 전방 조명부와 좌측 조명부가 결합된 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 도 4의 제2 조명몸체 내에서 후방 조명부와 우측 조명부가 결합된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에서는, 좌측 조명부(112)와 전방 조명부(113)는 제1 조명몸체(121)에 상호 다른 각도로 결합되고, 우측 조명부(111)와 후방 조명부(114)는 제2 조명몸체(122)에 상호 다른 각도로 결합됨으로써 보다 효율적인 구조를 가지게 된다. 그러나 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 좌측 조명부(112), 전방 조명부(113), 우측 조명부(111) 및 후방 조명부(114)가 각각 개별적인 조명몸체에 결합될 수도 있을 것이다.
또한, 제1 조명몸체(121) 및 제2 조명몸체(122)는 동일한 조명케이싱(120)에 결합된다. 그리고 제1 조명몸체(121) 및 제2 조명몸체(122)는 필요에 따라 조명케이싱(120)에 다양한 각도로 취부될 수 있다. 이를 위하여 조명케이싱(120)에는 제1 조명몸체(121) 및 제2 조명몸체(122)가 다양한 각도로 취부될 수 있는 자리 레일이 형성되어 있다.
라인스캔 카메라(300)의 경우 그 특성상 수평면 측면(좌측면 및 우측면)에서 균일한 측면광을 조사하기 매우 어렵다. 또한, 전방 조명과 후방 조명에 의한 음영은 구현이 가능하지만 좌측 조명과 우측 조명의 음영 구현은 매우 어렵다. 본 실시 예의 도 4 내지 도 6의 구조로 인하여 라인스캔 카메라(300)의 전방 및 후방과, 수평면 축면(좌측면 및 우측면)에서 균일한 조명을 조사할 수 있고 음영 효과를 얻을 수 있게 된다.
본 실시 예에서 조명유닛(100)은 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 예를 들어 검사 대상체(10)의 동일한 지점 또는 수 ㎛ 정도의 차이의 지점에 좌/우/상/하의 조명을 각각 조사하여 각 조명 시 촬영된 4장의 각기 다른 영상을 얻을 수 있도록 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 전방 조명, 후방 조명, 좌측 조명 및 우측 조명을 1번 조명, 2번 조명, 3번 조명 및 4번 조명으로 각각 칭하기로 하나 그 대응 순번은 적절히 변경될 수 있을 것이다.
조명제어유닛(200)은, 복수 개의 조명부(110)가 복수 개의 각도로 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 내에 순차적으로 조명을 조사하도록 조명유닛(100)을 제어한다.
본 실시 예에서 조명제어유닛(200)은, 4채널 이상의 각기 다른 조명을, 촬영하고자 하는 특정 시간에 동작시킬 수 있는 멀티 채널 제어 기술을 적용한다. 예를 들어 1번 조명은 동작 신호 입력시 0μs후 동작, 2번 조명은 10μs후 동작, 3번 조명은 20μs후 동작, 4번 조명은 30μs후 동작 등으로 개별적 조명 제어가 이루어진다.
카메라(300)는 복수 개의 조명부(110)가 순차적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영한다.
이러한 카메라(300)는 라인스캔 카메라, 에어리어 스캔 카메라 모두가 적용될 수 있지만 라인스캔 카메라가 빠른 검사 속도나 넓은 검사 대상체(10) 검사에 훨씬 적합하다.
본 실시 예에서는 한 대의 라인스캔 카메라(300)가 검사 대상체(10)의 수직선(Z축)에 위치한다. 이러한 한 대의 라인스캔 카메라(300)는 검사 대상체(10)가 이동하는 동안 고정된 상태에서 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 마다 상호 다른 복수의 조명에 따른 영상을 촬영한다.
한편, 라인스캔 카메라(300)의 특성상 검사 대상체(10)의 진행방향(Y)으로 1차원(X) 영상을 스캔하여 2차원(X,Y)을 생성하게 된다. 본 실시 예에서는 각 조명별 라인 영상은 일정한 라인 영역 내의 1차원(X) 영상을 의미하고 각 조명별 전체 영상은 라인스캔을 통해 획득된 2차원 영상을 의미하므로, 본 실시 예에서 라인스캔 카메라(300)가 검사 대상체(10)의 진행방향(Y)으로 검사 대상체(10)의 전체에 걸쳐 1차원(X) 영상인 각 조명별 라인 영상을 스캔한 뒤 자세히 후술하겠지만 이들을 분리 및 재배치하여 2차원(X,Y) 영상인 각 조명별 전체 영상을 획득하게 된다.
한편, 이동유닛(400)은 검사 대상체(10)의 복수 개의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 검사 대상체(10) 및 카메라(300) 중 어느 하나를 이동시키는데, 본 실시예에서는 카메라(300)는 위치 유지시키고 검사 대상체(10)를 이동시킨다.
처리유닛(500)은, 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하여 각 조명별 전체 영상을 생성한다.
도 7은 도 1의 검사시스템의 라인스캔 카메라가 검사 대상체의 진행방향(Y)를 따라 검사 대상체의 전체에 걸쳐 스캔하여 획득한 원본 영상으로부터 이를 각 조명별로 분리한 각 조명별 전체 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이에 도시된 바와 같이, 라인스캔 카메라(300)가 검사 대상체(10)의 진행방향(Y)를 따라 검사 대상체(10)의 전체에 걸쳐 스캔하여 획득한 원본 영상에는 각 조명별 라인 영상들이 시계열적으로 구성되어 있다. 즉 각 조명별 라인 영상들의 구성을 살펴보면, 첫번째 라인은 1번 조명 라인 영상(511), 두 번째 라인은 2번 조명 라인 영상(512), 세 번째 라인은 3번 조명 라인 영상(513), 네 번째 라인은 4번 조명 라인 영상(514), 다섯 번째 라인은 1번 조명 라인 영상(511′)으로 반복되어 구성된다.
이때 본 실시예에서 첫번째 내지 네번째 조명 라인 영상은 하나의 일정한 라인 영역에서 각 조명별 라인 영상에 해당하고 다섯번째 조명 라인 영상(511′), 여섯번째 조명 라인 영상(512′), 일곱번째 조명 라인 영상(513′) 및 여덟번째 조명 라인 영상(514′)은 하나의 일정한 라인 영역으로부터 연속되는 다른 하나의 일정한 라인 영역의 1번 조명 라인 영상, 2번 조명 라인 영상, 3번 조명 라인 영상 및 4번 조명 라인 영상에 해당된다.
따라서 원본 영상으로부터 같은 조명에 의한 라인 영상들을 추출하여 이들을 합성하면 1번 조명 전체 영상(521), 2번 조명 전체 영상(522), 3번 조명 전체 영상(523) 및 4번 조명 전체 영상(524)을 획득하게 된다. 1번 조명 전체 영상(521), 2번 조명 전체 영상(522), 3번 조명 전체 영상(523) 및 4번 조명 전체 영상(524)은 앞에서 정의한 바에 의하면 예를 들어 전방 조명 전체 영상(521), 후방 조명 전체 영상(522), 좌측 조명 전체 영상(523) 및 우측 조명 전체 영상(524)에 해당한다.
도 8은 도 1의 검사시스템의 처리유닛에 의하여 생성된 (a) 좌측 조명 전체 영상, (b) 우측 조명 전체 영상 (c) 전방 조명 전체 영상 및 (d) 후방 조명 전체 영상의 샘플을 도시한 도면이다.
처리유닛(500)은, 복수 개의 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하며, 도 8은 각 조명별 전체 영상의 예를 보여주고 있다.
처리유닛(500)은 또한 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상(530)을 획득한다. 본 실시 예에서는 각 조명별 전체 영상 4개를 합성하여 합성형상영상(530)을 획득한다.
본 실시 예에서, 처리유닛(500)은 복수 개의 일정한 라인 영역에서 촬영된 1차원 영상인 전방 조명 라인 영상(511, 511′), 후방 조명 라인 영상(512, 512′), 좌측 조명 라인 영상(513, 513′) 그리고 우측 조명 라인 영상(514, 514′)을 각각 분리하고 각 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상(521), 후방 조명 전체 영상(522), 좌측 조명 전체 영상(523) 및 우측 조명 전체 영상(524)을 생성한 이후, 전방 조명 전체 영상(521), 후방 조명 전체 영상(522), 좌측 조명 전체 영상(523) 및 우측 조명 전체 영상(524)을 합성하여 합성형상영상(530)을 획득한다.
본 실시 예에서는 전방 조명 전체 영상(521), 후방 조명 전체 영상(522), 좌측 조명 전체 영상(523) 및 우측 조명 전체 영상(524)을 합성하여 합성형상영상(530)을 획득하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않으며 필요에 따라 각 조명별 전체 영상 중 전부가 아닌 선택된 3개를 합성하여 합성형상영상(530)을 획득할 수도 있을 것이다.
이때 처리유닛(500)은 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법을 이용한다. 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법은 물체에 조명들을 조사하여 취득한 정보를 이용하여 물체의 3차원 형상을 디지털화하는 기법으로, 조명 상태를 가변하면서 한 대의 카메라(300)로 물체의 표면 법선 정보(surface normal information)를 획득한다. 따라서, 포토메트릭 스테레오 기법은 간단히 고해상도의 법선 지도(high-resolution normal map)를 생성하는 장점이 있다.
도 9은 도 1의 검사 시스템의 처리유닛에 의하여 합성형상영상을 획득하는 과정을 개략적으로 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 처리유닛(500)은, 각 조명별 전체 영상, 본 실시 예에서 전방 조명 전체 영상(521), 후방 조명 전체 영상(522), 좌측 조명 전체 영상(523) 및 우측 조명 전체 영상(524)을 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법으로 각 조명별 전체 영상에서 검사 대상체(10)의 법선 벡터를 추정한 후 표면의 기울기(Gradient)를 계산하여 필터링 처리하여 표면 형상이 강조된 합성형상영상(530)을 획득한다.
그리고 획득된 합성형상영상(530)은 이미지 프로세스 처리되고 이를 이용해 불량을 검출하게 된다. 도 10은 도 1의 검사시스템의 처리유닛에 의하여 생성된 도 8의 영상을 합성하여 불량을 검출한 합성형상영상의 샘플을 도시한 도면이다. 이에 자세히 도시된 바와 같이 합성형상영상(530)을 통하여 불량을 종래보다 신뢰성 높게 검출할 수 있게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 복수 개의 조명부(110)는, 검사 대상체(10)의 상방으로 조명을 조사하는 상방 조명부(115)를 더 포함할 수도 있는데, 이 경우 라인스캔 카메라(300)는, 전방 조명부(113), 후방 조명부(114), 좌측 조명부(112), 우측 조명부(111) 및 상방 조명부(115)가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 촬영하고, 처리유닛(500)은, 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 그리고 상방 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상, 우측 조명 전체 영상 그리고 상방 조명 전체 영상을 생성하지만, 합성형상영상(530)을 형성할 때에는 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 합성하되 상방 조명 전체 영상은 합성하지 않는다.
상방 조명 전체 영상은 그 자체로 표면 인쇄 불량이나 밸리(valley) 불량 등을 검출하기 위하여 사용된다.
이하, 본 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법에 대하여 설명한다.
도 11은 본 실시예에 따른 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법의 개략적인 흐름도이다.
이를 참조하면 우선, 검사가 수행되는 검사 대상체(10)의 하나의 일정한 라인 영역 내에서 복수 개의 조명부(110)가 복수 개의 각도에서 순차적으로 조명을 조사하는 라인내 복수조명 조사단계(S100)가 수행된다.
본 실시 예에서는 4방향 조명을 사용하는데, 4방향 조명의 검사 대상체(10)로의 설치 방향은 전/후/좌/우 이지만 수평면에 대하여 동일한 각도로 검사 대상체(10)에 조사되거나, 필요에 따라 전/후방 조명이 동일한 각도, 좌/우측 조명이 동일한 각도로 검사 대상체(10)에 조사될 수 있다. 예를 들어, 전/후방 조명이 30도 각도로 검사 대상체(10)에 조사되고 좌/우측 조명이 45도로 검사 대상체(10)에 조사될 수 있다.
그런 다음에 복수 개의 조명부(110)가 순차적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 검사 대상체(10)의 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 조명별 라인영상 촬영단계(S200)가 수행된다.
이에 의하여 하나의 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상이 획득된다. 여기서 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상이라고 하면 동일 지점에서 촬영되었거나 수㎛ 정도의 차이를 가지고 각 조명별로 일정한 라인 영역 내를 촬영한 영상을 의미한다.
예를 들어 1번 조명은 동작 신호 입력시 0μs후 동작, 2번 조명은 10μs후 동작, 3번 조명은 20μs후 동작, 4번 조명은 30μs후 동작하고 각 조명이 동작하는 동안 라인스캔 카메라(300)로 일정한 라인 영역 내를 촬영하여 각 조명별 라인 영상을 획득하게 된다. 이는 종래보다 효율적인 구조로 그리고 빠른 택트 타임으로 실질적으로 동일한 지점에서 하나의 라인스캔 카메라(300)로 복수의 조명에 따른 영상을 획득하는 것을 의미한다.
그리고 나서, 카메라(300)가 검사 대상체(10)의 하나의 일정한 라인 영역에 인접한 다른 하나의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 검사 대상체(10) 및 카메라(300) 중 어느 하나를 이동시키는 이동단계(S300)가 수행된다.
본 실시 예에서는, 이동단계에서 검사 대상체(10)를 이동시킨다. 이는 카메라(300)와 조명유닛(100)을 이동시키는 것보다 구조적으로 보다 효율적이고 안정적이다. 상세하게 본 실시 예의 이동단계에서는, 카메라(300)가 검사 대상체(10)의 복수 개의 일정한 라인 영역을 순차적으로 촬영하여 검사 대상체(10)의 전체 영역을 촬영할 수 있도록 검사 대상체(10)를 이동시키는데 필요한 단계이다.
그런 다음에 라인내 복수조명 조사단계 및 조명별 라인영상 촬영단계를 다른 하나의 일정한 라인 영역 내에서 다시 수행하는 단계가 수행된다.
이상과 같은 단계들은 검사 대상체(10)의 검사 부분 예를 들어 검사 대상체(10)의 전체 영역을 라인스캔 카메라(300)가 스캔할 때까지 반복된다. 이와 같은 반복이 완료되면 검사 대상체(10)의 전체 영역에 대하여 각 조명별 라인 영상들을 시계열적으로 획득하게 되는 것이다.
그런 다음에 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 조명별 전체영상 생성단계(S500)가 수행된다.
즉, 조명별 전체영상 생성단계(S500)는, 일정한 라인 영역들에서 획득한 1차원 영상을 추출하여 이들을 기초로 같은 조명별로 합성하여 각 조명 별로 2차원 영상을 생성함으로써 검사 대상체(10)에 대한 각 조명별 전체 영상을 생성하는 단계이다.
보다 상세하게는, 본 실시 예에서 조명별 전체영상 생성단계(S500)는, 일정한 라인 영역에서 촬영된 1차원 영상인 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 그리고 우측 조명 라인 영상을 각각 분리하고 각 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 생성하는 단계이다.
그리고 나서 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상(530)을 획득하는 합성형상영상 생성단계(S600)가 수행된다.
본 실시 예에서는 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 모두 합성하여 합성형상영상(530)을 획득한다.
보다 상세하게는 합성형상영상 생성단계(S600)는, 각 조명별 전체 영상을 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법으로 각 조명별 전체 영상에서 검사 대상체(10)의 법선 벡터를 추정한 후 표면의 기울기(Gradient)를 계산하여 필터링 처리하여 표면 형상이 강조된 합성형상영상(530)을 획득하는 단계이다. 합성형상영상(530)은 이후 이미지 프로세스 처리된다.
그런 다음에 이미지 프로세스 처리된 합성형상영상(530)을 기초로 불량을 검사하는 단계(S700)가 수행된다.
전술한 실시 예에서는 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템 및 그 검사방법에서 복수 개의 조명부(110)가 4개인 것에 대하여 상술하였으나, 그 개수는 다양할 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 조명유닛 110 : 복수 개의 조명부
111 : 우측 조명부 112 : 좌측 조명부
113 : 전방 조명부 114 : 후방 조명부
120 : 조명케이싱 121 : 제1 조명몸체
122 : 제2 조명몸체 200 : 조명제어유닛
300 : 카메라 400 : 이동유닛
500 : 처리유닛

Claims (20)

  1. 검사가 수행되는 검사 대상체의 일정한 라인 영역에 복수 개의 각도에서 조명을 조사하는 복수 개의 조명부를 구비하는 조명유닛;
    상기 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도로 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내에서 선택적으로 조명을 조사하도록 상기 조명유닛을 제어하는 조명제어유닛;
    상기 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 상기 검사 대상체의 상기 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라가 상기 검사 대상체의 연속되는 복수 개의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체 및 상기 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동유닛; 및
    상기 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하고 합성된 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 처리유닛을 포함하며,
    상기 복수 개의 조명부의 조명은 라인 조명이며,
    상기 조명제어유닛은 상기 복수 개의 조명부의 온/오프를 제어하여 하나의 조명부씩 순차적으로 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내를 조사하도록 상기 조명유닛을 제어하며,
    상기 처리유닛은,
    복수 개의 상기 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상들을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하며,
    상기 복수 개의 조명부는,
    상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부;
    상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부;
    상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부; 및
    상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부를 포함하며,
    상기 카메라는,
    상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 및 우측 조명 라인 영상을 촬영하며,
    상기 처리유닛은,
    복수 개의 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 그리고 우측 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 생성하고 상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득하며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 어느 하나와, 상기 전방 조명부는 제1 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 다른 하나와, 상기 후방 조명부는 제2 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 검사가 수행되는 검사 대상체의 일정한 라인 영역에 복수 개의 각도에서 조명을 조사하는 복수 개의 조명부를 구비하는 조명유닛;
    상기 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도로 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내에서 선택적으로 조명을 조사하도록 상기 조명유닛을 제어하는 조명제어유닛;
    상기 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 상기 검사 대상체의 상기 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라가 상기 검사 대상체의 연속되는 복수 개의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체 및 상기 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동유닛; 및
    상기 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하고 합성된 각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 처리유닛을 포함하며,
    상기 복수 개의 조명부의 조명은 라인 조명이며,
    상기 조명제어유닛은 상기 복수 개의 조명부의 온/오프를 제어하여 하나의 조명부씩 순차적으로 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내를 조사하도록 상기 조명유닛을 제어하며,
    상기 처리유닛은,
    복수 개의 상기 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상들을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하며,
    상기 복수 개의 조명부는,
    상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부;
    상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부;
    상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부;
    상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부; 및
    상기 검사 대상체의 상방으로 조명을 조사하는 상방 조명부를 포함하며,
    상기 카메라는,
    상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부, 상기 우측 조명부 및 상방 조명부가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 촬영하며,
    상기 처리유닛은,
    복수 개의 상기 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 우측 조명 라인 영상 그리고 상방 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상, 우측 조명 전체 영상 그리고 상방 조명 전체 영상을 생성하고 상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득하며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 어느 하나와, 상기 전방 조명부는 제1 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 다른 하나와, 상기 후방 조명부는 제2 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 조명몸체 및 상기 제2 조명몸체는 동일한 조명케이싱에 결합되는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 처리유닛은,
    상기 합성형상영상을 획득하기 위하여 합성하고자 하는 각 조명별 전체 영상을 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법으로 각 조명별 전체 영상에서 상기 검사 대상체의 법선 벡터를 추정한 후 표면의 기울기(Gradient)를 계산하여 필터링 처리하는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 이동유닛은 상기 카메라가 상기 검사 대상체의 복수 개의 일정한 라인 영역을 순차적으로 촬영하여 상기 검사 대상체의 전체 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  9. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 카메라는 라인스캔 카메라 및 에어리어 스캔 카메라 중 어느 하나인 것을 징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 카메라는 촬영 시 위치 유지되는 한 대의 라인스캔 카메라인 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사시스템.
  11. 검사가 수행되는 검사 대상체의 하나의 일정한 라인 영역 내에서 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도에서 순차적으로 조명을 조사하는 라인내 복수조명 조사단계;
    상기 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 상기 검사 대상체의 상기 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 조명별 라인영상 촬영단계;
    카메라가 상기 검사 대상체의 상기 하나의 일정한 라인 영역에 인접한 다른 하나의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체 및 상기 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동단계;
    상기 라인내 복수조명 조사단계 및 상기 조명별 라인영상 촬영단계를 다른 일정한 라인 영역들 내에서 다시 수행하는 단계; 및
    상기 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 조명별 전체영상 생성단계; 및
    각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 합성형상영상 생성단계를 포함하며,
    상기 복수 개의 조명부의 조명은 라인 조명이며,
    상기 라인내 복수조명 조사단계는, 상기 복수 개의 조명부가 하나의 조명부씩만 순차적으로 온되어 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내를 조사하는 단계이며,
    상기 조명별 전체영상 생성단계는,
    복수 개의 상기 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 단계이며,
    상기 복수 개의 조명부는,
    상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부;
    상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부;
    상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부; 및
    상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부를 포함하며,
    상기 조명별 라인영상 촬영단계는,
    상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 및 우측 조명 라인 영상을 촬영하는 단계이며,
    상기 조명별 전체영상 생성단계는,
    복수 개의 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상 그리고 우측 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상 그리고 우측 조명 전체 영상을 생성하는 단계이며,
    상기 합성형상영상 생성단계는,
    상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득하는 단계이며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 어느 하나와, 상기 전방 조명부는 제1 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 다른 하나와, 상기 후방 조명부는 제2 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 검사가 수행되는 검사 대상체의 하나의 일정한 라인 영역 내에서 복수 개의 조명부가 복수 개의 각도에서 순차적으로 조명을 조사하는 라인내 복수조명 조사단계;
    상기 복수 개의 조명부가 선택적으로 조사하는 복수의 조명에 따라 각 조명에 해당하는 상기 검사 대상체의 상기 일정한 라인 영역 내의 각 조명별 라인 영상을 촬영하는 조명별 라인영상 촬영단계;
    카메라가 상기 검사 대상체의 상기 하나의 일정한 라인 영역에 인접한 다른 하나의 일정한 라인 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체 및 상기 카메라 중 어느 하나를 이동시키는 이동단계;
    상기 라인내 복수조명 조사단계 및 상기 조명별 라인영상 촬영단계를 다른 일정한 라인 영역들 내에서 다시 수행하는 단계; 및
    상기 각 조명별 라인 영상을 분리하여 각 조명별 라인 영상을 같은 조명별로 합성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 조명별 전체영상 생성단계; 및
    각 조명별 전체 영상 중 적어도 3개를 합성하여 합성형상영상을 획득하는 합성형상영상 생성단계를 포함하며,
    상기 복수 개의 조명부의 조명은 라인 조명이며,
    상기 라인내 복수조명 조사단계는, 상기 복수 개의 조명부가 하나의 조명부씩만 순차적으로 온되어 상기 검사 대상체의 일정한 라인 영역 내를 조사하는 단계이며,
    상기 조명별 전체영상 생성단계는,
    복수 개의 상기 일정한 라인 영역에서 획득한 1차원 영상을 추출하여 이들을 기초로 각 조명 별로 2차원 영상을 생성하여 각 조명별 전체 영상을 생성하는 단계이며,
    상기 복수 개의 조명부는,
    상기 검사 대상체의 전방으로 조명을 조사하는 전방 조명부;
    상기 검사 대상체의 후방으로 조명을 조사하는 후방 조명부;
    상기 검사 대상체의 좌측으로 조명을 조사하는 좌측 조명부;
    상기 검사 대상체의 우측으로 조명을 조사하는 우측 조명부; 및
    상기 검사 대상체의 상방으로 조명을 조사하는 상방 조명부를 포함하며,
    상기 조명별 라인영상 촬영단계는,
    상기 전방 조명부, 상기 후방 조명부, 상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 가 각각 조사하는 조명 시에 각각 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 촬영하는 단계이며,
    상기 조명별 전체영상 생성단계는,
    복수 개의 일정한 라인 영역 마다 촬영된 1차원 영상인 상기 전방 조명 라인 영상, 후방 조명 라인 영상, 좌측 조명 라인 영상, 우측 조명 라인 영상 및 상방 조명 라인 영상을 각각 분리하고 같은 조명별 라인 영상을 합성하여 2차원 영상인 전방 조명 전체 영상, 후방 조명 전체 영상, 좌측 조명 전체 영상, 우측 조명 전체 영상 그리고 상방 조명 전체 영상을 생성하는 단계이며,
    상기 합성형상영상 생성단계는,
    상기 전방 조명 전체 영상, 상기 후방 조명 전체 영상, 상기 좌측 조명 전체 영상 그리고 상기 우측 조명 전체 영상을 합성하여 합성형상영상을 획득하는 단계이며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 어느 하나와, 상기 전방 조명부는 제1 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되며,
    상기 좌측 조명부 및 상기 우측 조명부 중 다른 하나와, 상기 후방 조명부는 제2 조명몸체에 상호 다른 각도로 결합되는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
  15. 삭제
  16. 제11항 또는 제14항에 있어서,
    상기 제1 조명몸체 및 상기 제2 조명몸체는 동일한 조명케이싱에 결합되는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
  17. 제11항 또는 제14항에 있어서,
    상기 합성형상영상 생성단계는,
    합성하고자 하는 각 조명별 전체 영상을 포토메트릭 스테레오(photometric stereo) 기법으로 각 조명별 전체 영상에서 상기 검사 대상체의 법선 벡터를 추정한 후 표면의 기울기(Gradient)를 계산하여 필터링 처리하여 표면 형상이 강조된 상기 합성형상영상을 획득하는 단계인 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
  18. 제11항 또는 제14항에 있어서,
    상기 이동단계는,
    상기 카메라가 상기 검사 대상체의 복수 개의 일정한 라인 영역을 순차적으로 촬영하여 상기 검사 대상체의 전체 영역을 촬영할 수 있도록 상기 검사 대상체를 이동시키는 단계인 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 카메라는 촬영 시 위치 유지되는 한 대의 라인스캔 카메라인 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
  20. 제11항 또는 제14항에 있어서,
    상기 검사는 상기 검사 대상체의 표면의 돌기, 눌림, 스크래치 중 적어도 어느 하나의 불량을 검사하는 것이며,
    상기 합성형상영상을 기초로 상기 불량을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다면광학계와 영상 합성을 이용한 검사방법.
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